Análisis 21: Sistema de aire acondicionado con intercambiador regenerativo para verano

Se quiere acondicionar un espacio mediante una Unidad de Tratamiento de Aire con recuperador de calor y humidificador en la sección de extracción. Se conocen los siguientes datos:

Condiciones exteriores: 33 °C (bulbo seco), HR=44 %
Condiciones de confort: 22 °C (bulbo seco), HR=60 %
Factor de bypass: 22%
Temperatura de rocío del aparato: 11 °C
Eficiencia del lavador de aire: 33 %
Temperatura del agua en lavador de aire: 20 °C
Caudal másico de aire fresco: 1 kg/s
Caudal másico de extracción: 2 kg/s
Temperatura del bulbo seco en el punto 2: 28 °C

Obtener:

Caudal másico de agua condensada
Caudal de agua recirculada en el lavador de aire
Caudal volumétrico de aire en la impulsión
Capacidad de refrigeración de la planta
Calor regenerado
Aire recirculado
HSF en equipos
RHSF (HSF en room)
Balance energético de la planta
Balance exergético de la planta
Irreversibilidades en equipos

Hay varias formas de mantener frescos los edificios o cualquier otro espacio. El más básico, que ha existido desde los albores de la humanidad, es el uso de sombra, orientación solar y otros diseños de construcción para mantener climatizado el interior. Otro medio básico de refrigeración es un ventilador eléctrico. La más avanzada es la climatización, que es mucho más eficaz a la hora de reducir las temperaturas para aportar confort térmico. Calefacción, ventilación y aire acondicionado (HVAC) es el término genérico que se le da a los sistemas que brindan comodidad térmica interior y mejor calidad del aire.

Los sistemas de Aire Acondicionado disponibles en la actualidad varían enormemente en escala y costo, desde dispositivos pequeños (a veces portátiles) diseñados para enfriar una sola habitación hasta sistemas a gran escala para edificios completos y redes de energía de distrito para enfriar grupos de edificios o grandes locales comerciales, como complejos de oficinas, centros comerciales, hoteles y hospitales. Todos esos tipos de sistemas de aire acondicionado generalmente funcionan con electricidad, aunque los sistemas grandes también pueden funcionar con gas natural o incluso energía solar directa. La gran mayoría de la refrigeración tiene lugar en edificios ubicados en áreas urbanas, tanto en los países industrializados avanzados como en las economías emergentes.

La unidad de tratamiento del aire, posee un diseño modular con bloques separados para el ventilador, el filtro, la refrigeración, la calefacción y la recuperación de calor, trata el aire que entra del exterior filtrándolo, enfriándolo o calentándolo, humidificándolo o deshumidificándolo, para conseguir las condiciones de confort en el espacio a climatizar.

Un recuperador de calor es un intercambiador térmico, es decir un dispositivo en el que se produce un intercambio de calor entre el volumen de aire de extracción, ya climatizado, y el volumen de aire de admisión (aire fresco), sin climatizar. Este intercambio produce un menor consumo energético, al reducir la demanda energética. No obstante, el consumo energético del propio recuperador de calor debe ser tal que se consiga un consumo global razonable de todo el sistema.